Файл: Курс лекций Владивосток 2010.pdf

49
К
D
1
D
с
D
2
ОК
D
с
0
о
D
2
D
1
Рис. 3.11. Контроль движения и начала поворота с помощью секущего расстояния (линия параллельных индексов)
ОК
0
о
D
с
D
2
D
1
Начало поворота Окончание поворота нии, равном ограждающему, и управлять судном так, чтобы эхосигнал выбранного ориентира постоянно находился вне линии параллельных индексов.
3. Контроль поворота. При плавании в прибрежных и особенно стеснённых водах важнейшее значение имеет своевременное и точное выполнение поворотов при смене курса. Для контроля поворотов можно использовать несколько способов с применением РЛС и САРП, основанных на идее секущих (или контрольных) изолиний.
При отсутствии САРП можно воспользоваться ПКД. Если необ- ходимо начать поворот в точке К, как показано на рис. 3.11, то эту точку можно зафиксировать секущим расстоянием D
с
до радиолока- ционного ориентира, находящегося на острых носовых (или кормо- вых) углах. При дви- жении необходимо за- ранее, до подхода к точке поворота, уста- новить ПКД на значе- ние, равное секущему расстоянию и, наблю- дая за перемещением эхосигнала этого ори- ентира на экране РЛС,

50 дать команду рулевому в тот момент, когда эхосигнал достигнет ли- нии ПКД. Подобным же образом этот способ выполняется с использо- ванием электронного визира. При наличии САРП выбранный ориен- тир можно захватить на автоматическое сопровождение и контроли- ровать подход к точке поворота как по перемещению эхосигнала на экране, так и по изменению значения расстояния до выбранного ори- ентира на цифровом индикаторе.
При работающем САРП контроль поворота можно выполнять с помощью линий параллельных индексов. Один из возможных спосо- бов представлен на рис. 3.12. В этом случае для контроля движения до момента поворота на носовом курсовом угле выбирается радиолока- ционный ориентир и выставляется линия параллельных индексов на расстоянии D
1
от линии курса (пути), как указано выше в пункте 1.
Для контроля движения после поворота на расстоянии D
2
от ли- нии нового курса устанавливается вторая линия параллельных индек- сов. Точка поворота фиксируется расстоянием D
2
, на котором относи- тельно второго курса устанавливается ещё одна линия параллельных индексов. При выполнении такой предварительной работы контроль поворота выполняется следующим образом: по первой линии парал- лельных индексов (D
1
)
выполняется контроль движения до момента поворота, при этом на экране САРП наблюдается перемещение эхо- сигнала выбранного ориентира. В момент, когда наблюдаемый эхо- сигнал коснётся третьей линии параллельных индексов (D
с
), следует начинать поворот. Если точка поворота рассчитана правильно, то, ко- гда судно выйдет на новый курс, эхосигнал наблюдаемого ориентира окажется на второй линии параллельных индексов (D
2
).

51
ОК
0
о
Линия параллельных индексов D = 1,6'
Линия параллельных индексов D = 1,2'
Линия параллельных индексов D = 1,0'
ПДК D = 2,0'
Линия параллельных индексов D = 0,5'
О
1,2'
D
огр
=0,5'
1,6'
1,0'
D
с
=2,0'
Рис. 3.13. Применение линий параллельных индексов и ПКД

52
Определив элементы суммарного сноса, их следует учесть при ведении графической прокладки.
Экспериментально установлено, что если наблюдаемый ориентир находится на расстоянии до 6 миль от судна, то скорость сноса опре- деляется с СКП, равной ± 0,15 узла. При этом уточнение скорости сноса каждые полчаса повышает точность счисления в 4-5 раз [8].
5. Контроль положения судна на якоре. Возможности САРП полезно использовать и в других случаях, например, во время якорной стоянки. Для этого нужно взять на автосопровождение 2-3 радиолока- ционных ориентира, записать контрольные значения их пеленгов и расстояний и постоянно наблюдать за их изменением. Небольшие разнонаправленные изменения этих значений свидетельствуют о на- дёжной стоянке. Если же наблюдается четко выраженная тенденция в их изменении, то это связано с наличием дрейфа на якоре. Для авто- матического контроля выхода расстояний за заданные пределы может быть использована звуковая сигнализация «дистанция опасного сбли- жения» или «охранные зоны».
Существуют и другие способы визуально–инструментального ориентирования, обеспечивающие непрерывный контроль движения и местоположения судна. Основное достоинство методов визуально–
инструментального ориентирования заключается в том, что во время плавания они не требуют отвлечения судоводителя для работы на кар- те, что обеспечивает возможность непрерывного визуального и ра- диолокационного наблюдения за окружающей остановкой. В то же время эти методы должны разумно сочетаться с методами обычного обсервационного счисления; их значение заключается в том, что они дают быструю, оперативную и надёжную информацию о том, нахо- дится ли судно в безопасности в промежутках между обсервациями.
Особенность методов визуально-инструментального ориентиро- вания заключается в том, что их применение требует более тщатель- ной и глубокой, чем обычно, проработки предстоящего перехода, подбора характерных ориентиров, соответствующего оформления предварительной прокладки. На рис. 3.13 показан один из возможных примеров предварительной прокладки перехода в стеснённых водах и изображение экрана РЛС, когда судно будет находиться в точке О, показанной на карте. В приведённом примере используются четыре линии параллельных индексов, одна из которых служит в качестве ог- раждающего расстояния, и ПКД, определяющий секущее расстояние, которое фиксирует точку поворота.

53
ЛЕКЦИЯ 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ
РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ
(2 часа)
4.1. Радиолокационные маяки.
4.2. Истинный радиопеленг. Ортодромическая поправка. Системы ра- диопеленгования.
4.3. Использование пассивных радиолокационных отражателей.
Литература: [1], с. 457–459; [2], с. 300–311; [5], с. 361–363; [7], с. 445–449; [8], с. 192–194.
4.1. Радиолокационные маяки
Радиолокационные маяки (РЛМк) представляют собой устройст- ва, расположенные в точках с известными координатами и излучаю- щие импульсные радиосигналы в диапазоне частот судовой РЛС (3 или 10 см). Импульсы РЛМк, принимаемые антенной судовой РЛС, создают на её экране чёткое характерное изображение, что позволяет судоводителю выполнять надёжные радиолокационные обсервации.
Это обусловлено тем, что влияние помех на изображение сигнала
РЛМк и дальность его действия меньше, чем на обычное радиолока- ционное изображение окружающей обстановки, так как мощность сигнала РЛМк в любом случае будет превышать мощность отражён- ных сигналов судовой РЛС.
Дальность действия РЛМк зависит от мощности и чувствительно- сти передатчиков самого РЛМк и судовой РЛС, а также от высоты и коэффициента усиления антенны судовой РЛС и высоты расположе- ния РЛМк. Так, при высоте установки РЛМк 30 м, высоте антенны судовой РЛС 13 м и мощности передатчика 7 кВт дальность действия
РЛМк для режима работы 3 см составит примерно 15 миль. Однако в условиях повышенной рефракции возможно получение ложного сиг- нала РЛМк на расстояниях, значительно превышающих объявленную дальность действия. Поэтому при использовании РЛМк следует пола- гаться только на устойчивый сигнал в пределах объявленной дально- сти действия. Кроме того, в зоне действия РЛМк возможно пропада- ние его сигналов из-за интерференции при отражении радиоволн от поверхности моря, что приводит к появлению мёртвых зон. Протя-

54 жённость мёртвых зон по расстоянию и их расположение зависят от волнения моря и высот антенн маяка и судовой РЛС.
Согласно рекомендациям Международной ассоциации маячных служб (МАМС) все РЛМк по дальности действия подразделяются на три класса: большой дальности действия (до 25 миль), средней даль- ности (до 15 миль) и малой дальности (до 6 миль). РЛМк большой дальности, как правило, устанавливаются на береговых навигацион- ных знаках на высоте более 30 м над уровнем моря. РЛМк средней дальности предназначены для установки на плавучих СНО (плавмая- ки, большие буи) или на берегу на высоте менее 30 м. РЛМк малой дальности действия рекомендуется устанавливать на буях и знаках на входах в порты, в узкостях и т. п.
РЛМк бывают круговые, когда импульсы излучаются по всему горизонту, и секторные, излучающие импульсы в пределах ограни- ченного горизонтального угла. В навигационных пособиях сектор действия РЛМк указывается в круговой системе измерения направле- ния от маяка.
При использовании РЛМк следует иметь в виду, что в дождливую погоду настройка регулятора помех от дождя на судовой РЛС может негативно сказаться на изображении сигнала РЛМк, исказив его или даже полностью устранив с экрана. В этой связи особую осторожность следует соблюдать, если судовая РЛС оснаще- на автоматическими регуляторами по- мех от дождя и от волнения моря.
РЛМк, как правило, устанавлива- ются для решения одной или несколь- ких из следующих задач:
– идентификация СНО, как бере- говых (например, маяк), так и плаву- чих (например, буй);
– указание новых и/или не отме- ченных на карте опасностей (опознава- тельный сигнал – буква “D” по азбуке
Морзе);
– указание центральных или пово- ротных точек на фарватерах;
– использование в качестве веду- щих створов;
Рис. 4.1. Внешний вид РЛМк типа «ракон»

55
– идентификация неприметных, маловыраженных участков побе- режья;
– идентификация нефтяных вышек, платформ и подобных соору- жений;
– указание навигационного прохода между опорами моста;
– предупреждение о наличии экологически чувствительных зон.
В морской навигации существует два типа РЛМк: радиолокаци- онные маяки-ответчики (РЛМк (отв)) и радиолокационные маяки с непрерывным излучением.
РЛМк (отв), называемый также «ракон» (Racon – сокращение от
Radar Beacon), имеет два режима работы: режим ожидания и режим излучения (рис. 4.1). В режиме ожидания РЛМк (отв) постоянно включен на приём, но сам никаких сигналов не излучает. Однако как только маяком будет принят сигнал работающей судовой РЛС, он ав- томатически переключится на режим излучения и начнет излучать собственные импульсы на той же частоте, что и РЛС. Для опознава- ния различных маяков, работающих в одном районе, их сигналы ко- дируются с помощью букв азбуки Морзе. Каждый такой маяк имеет кодовую комбинацию, соответствующую конкретной букве (рис. 4.2).
Импульсы РЛМк (отв) создают на экране судовой РЛС характерный эхосигнал, как правило, в виде комбинации точек и тире, направлен- ных к периферии экрана по его радиусу от точки, соответствующей положению маяка на ме- стности.
По сигналам РЛМк
(отв) можно определить пеленг на этот маяк и рас- стояние до него, так же как в случае обычного эхосигнала. Если на экра- не РЛС виден эхосигнал самого маяка или буя, на котором установлен
РЛМк (отв), то его сигнал будет располагаться на некотором расстоянии за эхосигналом маяка или буя. Это расстояние опре- деляется специально вво- димой временной задерж-
Рис. 4.2. Изображение сигнала РЛМк
(отв) на экране судовой РЛС
(опознавательный сигнал «К») [11]

56 кой ответного сигнала маяка.
По принципу работы РЛМк (отв) подразделяются на два вида:
– радиолокационный маяк-ответчик с качанием частоты;
– радиолокационный маяк-ответчик с быстрой перестройкой час- тоты.
В РЛМк (отв) с качанием частоты имеется приемник, настро- енный на весь Х-диапазон (частоты 9300–9500 МГц, 3 см) и/или S- диапазон (частоты 2900–3100 МГц, 10 см), и передатчик, который работает в режиме качания частоты от низшего до верхнего предела с периодом 1–2 минуты. Если на приёмник маяка попадают импульсы судовой РЛС, его передатчик начинает излучать сигналы, но на экране судовой РЛС изображение этих сигналов появляется лишь тогда, ко- гда частоты сигналов маяка и импульсов РЛС точно совпадут. Такое совпадение наблюдается лишь в течение нескольких оборотов антен- ны РЛС за весь период качания. И поэтому лишь в это время сигналы
РЛМк (отв) видны на экране судовой РЛС.
В РЛМк (отв) с быстрой перестройкой частоты при приёме им- пульсов судовой РЛС происходит быстрое автоматическое определе- ние точной частоты этих импульсов, передатчик маяка перестраивает- ся на эту частоту и излучает свои сигналы, обеспечивая их изображе- ние на экране РЛС.
РЛМк с непрерывным излучением, которые называют «рамарки»
(Ramark – сокращение от Radar Mark), в отличие от раконов, не тре- буют запуска от импульсов судовой РЛС и передают свои сигналы постоянно или через определённые промежутки времени. На экране
РЛС сигнал рамарка имеет вид пунктирной линии от центра развертки по направлению на маяк. Следовательно, по сигналам такого маяка можно определить лишь пеленг на него.
Описание РЛМк можно найти в лоциях соответствующих рай- онов, в также в РТСНО, где обычно указываются название РЛМк, его координаты, высота над уровнем моря, сектор и дальность действия, задержка ответного сигнала, кодовая комбинация, наличие и величина радиуса мёртвой зоны, теневых секторов и интерференционных зон.
Также полная информация о РЛМк приведена в Admiralty List of Radio
Signals.
По принципу РЛМк работают и другие устройства, используемые в современной навигации: радиолокационные транспондеры и усили- тели радиолокационных эхосигналов.
Транспондеры являются приёмопередающими устройствами, ко- торые автоматически передают специальный сигнал, если на их ан- тенну попадёт характерный импульс (аналогично ракону). Кроме того,

57 они могут начать передачу и по команде, вводимой в ручном режиме.
В соответствии с Резолюцией ИМО А.615(15) транспондеры не отно- сятся к СНО, и их не следует путать с раконами. Транспондеры ис- пользуются для следующих основных целей:
– идентификация судов определённых классов и буксируемых устройств в режиме «судно – судно»;
– идентификация судов для целей береговых служб;
– операции по поиску и спасанию;
– определение координат при выполнении гидрографических ра- бот.
Например, транспондерами, выполненными в портативной конст- рукции, часто пользуются лоцманы, осуществляющие проводку судов.
Такие транспондеры часто включены в инфраструктуру систем управ- ления движением судов (СУДС). По закодированному сигналу такого транспондера оператор СУДС опознаёт проводимое лоцманом судно на своём рабочем дисплее и по УКВ связи передаёт лоцману необхо- димую информацию.
Усилитель радиолокационных эхосигналов представляет собой активное устройство, которое принимает сигнал судовой РЛС, усили- вает его и передаёт обратно (по всем направлениям), обеспечивая ин- дикацию на экране судовой РЛС надёжного эхосигнала, показываю- щего то место, в котором установлен усилитель. Такие усилители час- то применяются на маломерных судах, катерах и яхтах.
Существуют также радиолокационные ответчики (РЛО) или ра- диобуи, устанавливаемые на судах и спасательных шлюпках и плотах.
Они используются для опознавания судна или спасательного средства и автоматической передачи информации их о координатах и парамет- рах движения. Если РЛО включен, то при попадании на его антенну сигнала РЛС судна, находящегося на расстоянии 3–10 миль (в зависи- мости от модели), или летательного аппарата (15–30) миль) он пере- даёт ответный сигнал, который индицирует на экране РЛС серию из
12 точек, по которым можно определить направление и примерное расстояние до РЛО. В соответствии с международными правилами каждое судно валовой вместимостью до 500 т должно иметь на борту
1, а более 500 т – 2 РЛО.
В последние годы на морском и речном флоте появились и другие устройства, работающие по принципу РЛМк. Например, в нашей стране разработан РЛМк «Фарватер», предназначенный для обозначе- ния постоянных и временных судоходных путей. Этот РЛМк изобра- жает рекомендованный путь на экране судовой РЛС в виде цепочки ярких точек. Для этих же целей служит радионавигационная система